[发明专利]应用于电动、混合动力汽车电容器上的超薄耐高温电容膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚丙烯电容薄膜技术领域，具体涉及一种应用于电动、混合动力汽车电容器上的超薄(厚度为2-3μm)耐高温(110℃以上)电容膜的制备方法。

技术背景

随着科学技术日新月异的突飞猛进，汽车制造业取得了前所未有的成果，技术全面革新，为电子元件带来了一个高速增长的市场，特别是超薄耐高温聚丙烯薄膜电容器的需求与日俱增，耐高温聚丙烯电容薄膜技术的提高以及超薄化的发展，超薄耐高温聚丙烯薄膜电容器开始应用于电动、混合动力汽车。国家政府在“十二五”大力提倡节能减排、绿色环保，节能环保更是放在七大产业之首。电动、混合动力汽车的出现，顺应了时代发展的必然趋势，在节能减排，绿色环保，科技均得到了重大突破。其最大优点就是节油减排，可以最大限度发挥内燃机汽车和纯动力汽车的双重优势，内燃机排量小，可回收制动能量；根本目的是提高车辆动力系统效率，减少污染物的排放。能源短缺、环境污染、气候变暖是全球汽车产业面临的共同挑战，电动、混合动力汽车将是未来最有指望解决陆上运输工具问题的办法，而超薄耐高温聚丙烯薄膜电容器在其中发挥了极其重要的作用，电动、混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长，动力性好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，二者“并肩战斗”，取长补短，汽车的热效率可提高10％以上，废气排放可改善30％以上。

但对聚丙烯电容薄膜电气性能和机械性能有更高的要求,对其耐高温性能和厚薄均匀性要求也越来越高。我国金属化聚丙烯薄膜电容器的生产制造水平已经取得了很大成绩，目前国内厂家批量生产的耐高温聚丙烯电容薄膜厚度为3.5-15μm，但2-3μm耐高温聚丙烯电容薄膜技术尚不成熟，出现的问题主要为成膜性差，厚薄均匀性不理想，产出率较低，成本过高，不能稳定大批量生产，耐高温性能不能满足使用要求；普通聚丙烯薄膜电容器最高工作环境温度85℃，用普通聚丙烯电容薄膜卷绕而成的电容器随着其工作时间的加长，其内部温升较快，导致电容器的稳定性急剧下降，甚至造成电容器失效。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种超薄、厚薄均匀性好、耐高温、且成膜性好，机械性能和电气性能优异，能应用于电动、混合动力汽车电容器上的超薄耐高温电容膜的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种超薄耐高温电容膜的制备方法，该方法步骤包括：

1)原料准备：要求聚丙烯原材料的等规度(有规异构体(tacticitypolymer)占有全部高分子的百分数)99％以上，灰分含量小于15ppm，熔融指数3.2-3.7g/10min，分子量分布系数4.5-5.5(在湿度70％以下，温度35℃以下，避光储存)；

2)挤出机挤出：将步骤(1)的原料投入挤出机中，原料经过温度为230-245℃的加料段、245-260℃的熔融段、250-260℃的均化段熔融塑化，然后至计量泵、经精过滤器、再经挤出机模头挤出；挤出系统的压力控制为50-70bar，挤出机的物料挤出量为250-350kg/h；

3)铸片：模头挤出的熔体牵引至85-100℃的激冷辊上冷却成形，激冷辊的直径为2.0-2.2米，激冷辊的转速为50-55m/min，激冷辊上附加的气刀加热装置吹气使熔体粘附、贴合于激冷辊上实现熔体冷却，气刀的加热温度为50-100℃，得到铸片；

4)纵向拉伸：将步骤(3)所得的铸片进行纵向预热、拉伸和热定型；预热温度110-140℃；拉伸温度140-150℃，相邻两个拉伸辊之间的拉伸间隙为10-30㎜，采用两点拉伸，拉伸倍数分别为4.5-5和1.0-1.05倍；热定型温度为140-150℃；

5)横向拉伸：将步骤(4)纵向拉伸后的铸片进行横向拉伸，分为165-170℃温度下预热，155-165℃下拉伸，横向拉伸倍数为7-10倍，165-170℃下热定型，26-30℃下冷却定型得到薄膜；

6)测厚电晕:将横向拉伸后的薄膜进行切边，测量薄膜的厚度为2-3μm，25-35℃下冷却，然后进行薄膜表面的电晕处理、电晕处理的强度为15-19W·min/m²；

7)收卷：将电晕处理后的薄膜进行收卷；收卷的张力为30-35N/m,收卷压力为240-280N/m；

8)第一次时效处理：将收卷后的薄膜在26-30℃、湿度小于60％、净化等级10万级环境下进行时效处理，时效时间72小时；